智能变电站继电保护在线监测系统的实现

智能变电站继电保护在线监测系统的实现

发表时间：2018-10-14T11:38:43.183Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：赵晓宏[导读] 摘要：随着智能电网的普及和发展, 自动化设备的应用越来广泛, 因此, 对继电保护设备的管理工作提出新的要求。

（国网寿阳县供电公司山西晋中寿阳 045400）摘要：随着智能电网的普及和发展, 自动化设备的应用越来广泛, 因此, 对继电保护设备的管理工作提出新的要求。传统人工定期检修模式显然已经无法满足智能供电设备可靠性的要求, 需要构建继电保护在线检测系统, 实现自动化的状态检测和检修。鉴于此, 本文对智能变电站继电保护在线检测系统的实现进行深入研究, 试图为之提供行之有效的可行性建议。

关键词：智能变电站; 继电保护; 监测系统设计智能电网主要是指运用信息技术实现变电站自动化运行、信息共享化、变电站分区统一管理等, 利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。变电站继电保护设备能够有效确保电力设备的安全、可靠的运行。在智能电网高速发展的今天, 智能化、自动化的继电保护设备得到了大面积的普及应用, 有效提升了电能输送的质量, 对于继电保护设备状态检测就显得尤为重要。

1 继电保护设备的状态监测技术

继电保护 (Relay Protection) 主要是指对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测, 从而发出报警信号, 或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护负责采集电网设备的运行状态, 然后进行分析判断, 输出指令的一个系统。传统的继电保护主要采用的是晶闸管调压器和移相器, 对电力设备的电压、电流、相位进行调整, 但是由于晶闸管调压器和移相器体积较大, 而且调整精度较低, 已然无法满足高精度继电保护工作。在现代科学技术的推动下, 微电子技术已广泛运用于智能电网继电保护当中, 本文就对智能变电站继电保护在线监测系统的设计与应用进行详细分析。

智能变电站继电保护设备状态监测系统主要包括:智能变电站电源信息, 电源电平输出, 即两功率或电压之比的对数, 有时也可用来表示两电流之比的对数;智能电网设备运行温度信息, 具体包括设备内部的工作温度、装置过程层光纤数据接口的温度;监测光强信息, 光强即发光强度, 主要是发光体在给定方向上的发光强度, 是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商, 即单位立体角的光通量。智能变电站继电保护设备状态监测系统, 可以有效监测装置过程层光纤数据接口接受的光强信息;此外, 智能变电站继电保护设备状态监测系统可以进行数据信息的统计, 包括继电保护设备实际运行过程中无故障时间统计、继电保护装置采样值 (SV) 信息、装置面向通用对象的智能变电站事件 (GOOSE) 统计信息, GOOSE是IEC61850中的一种快速报文传输机制, 用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号。GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬接线的通信方式, 大大简化了变电站二次电缆接线。此外, 在线监测系统还负责对智能变电站继电保护设备自检信息, 装置硬件以及回路自检信息的收集和整理。

2 继电保护状态监测要点 2.1 明确目标

继电保护是变电站管理改革重点, 关系着内部变电服务水平发展, 对各类站点故障防护具有重要意义。继电保护运行面临着诸多故障风险, 导致继电保护功能难以正常发挥, 影响了设备检查结果的准确率。

继电保护状态监测要考虑多方面内容, 从系统调度与维护角度实施综合改造, 帮助保护器发挥出预期的安全防御功能, 这样才能实现电能资源利用率稳步增长。继电保护设备状态控制下, 必须树立正确的保护目标, 为系统及设备操控做好相关的准备工作, 降低各类因素引起的突发性事故, 构建更为科学的数字化平台。

2.2 危害分析

按照系统故障发生率展开研究, 提出符合区域战略指导的新型方案, 帮助设备执行安全监控体系, 实现了资源规划与可持续发展。继电保护是规模化变电体系的构成部分, 为各类故障防护提供了操作平台。继电保护是故障防护不可缺少的装置, 承载着各种因素形成的外在压力。危害分析是为了更好地调控设备, 保持变电站平台运行的可持续发展, 实现了资源利用与改造建设的可调度性, 这样才能更好地执行数字化操控平台, 满足了区域规划与建设标准。

2.3 参照标准

按照国家规定的变电调度标准, 必须做好可靠性、安全性、功能性等分析工作, 调节继电保护装置应用的可持续性, 这些都是提高资源利用率的关键。参照标准是为了保证继电保护运行的稳性状态, 为电力系统规划改造提出科学的指导放心, 以免外在控制因素带来的诸多风险隐患。例如, 在机电保护调试过程中, 考虑状态检修与操作要求, 执行整个标准化的电力运行方案, 大大降低了各种设备运行的安全风险。对于高标准变电调度来说, 状态监测实现了资源化利用机制, 体现系统规划与改造的先进性。

3 智能变电站在线监测系统设计

智能化变电站主要是智能化一次设备包括电子式互感器、智能化开关等和网络化二次设备分层, 包括:过程层、间隔层、站控层所构建,建立在IEC61850标准和通信规范基础上, 能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。下文从在线监测单元与智能组件的集成和集成智能组件在线监测信息上传两个方面, 对智能变电站在线监测系统的设计进行深入分析: 3.1 在线监测单元与智能组件的集成

现阶段, 智能变电站继电保护在线监测系统的结构设计, 主要采用的是一次设备机构、智能单元以及监测单元集成方式。该方式主要是将一次设备在线监测信息直接接入到集成智能组件, 对于可以直接接入智能单元的监测信息包括:主变油中溶解气体、GIS微水、避雷器等,可将在线监测单元集成在一次设备的智能组件中, 对于不能直接接入的监测信息则需要单独设置在线监测单元。

3.2 集成智能组件在线监测信息上传

智能电网继电保护在线监测系统, 将数据信息转换成数字信号上传至后台控制系统, 其数据通信采用电力系统自动化统一的IEC61850标准, 该标准通过对智能变电站继电保护设备通信方式进行规范化, 使其形成一个规范的输出, 实现系统的无缝连接。智能变电站在线监测系统结构, 如图1所示。